Методические указания по выполнению лабораторно практической работы расчет надежности по курсам «Проектирование электронной техники» и«Конструкция эвм» для студентов етк специальностей 2003 «Радиоаппаратостроение» и 2201 «Вычислительные машины,

Вид материала

Содержание

Цмк кипра цмк вкс
1 Общие указания по выполнению работы
2 Домашнее задание
3 Лабораторное задание и методические указания по его выполнению.
4 Содержание отчета
5 Контрольные вопросы
Г. Д. Фрумкин.
Л. Н. Преснухин, В. А. Шахнов.
Интенсивность отказов некоторых электрорадиоэлементов
Маломощные низкочастот. Мощные низкочастотные Маломощные высокочаст. Мощные высокочастотные Транзисторные сборки
Проволочные резисторы
Моточные изделия
Приложение б

Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

Естественно - технический колледж

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторно - практической работы

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ

по курсам «Проектирование электронной техники»

и «Конструкция ЭВМ»

для студентов ЕТК специальностей 2003 «Радиоаппаратостроение» и

2201 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

Воронеж 2001

Рассмотрена на заседании СОГЛАСОВАНА:

ЦМК КИПРА ЦМК ВКС

протокол №___________ Предс.____ Р.В.Халанский

«____»___________2001г

предс. ЦМК ________В. А. Китин

Работа выполнена

преподавателем ЕТК

___________ А. И. Коваленко

Лабораторная работа

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ

1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Цель работы: ознакомить и научить студентов методике окончательного расчета надежности изделий электронной техники.

Основным содержанием работы является приобретение навыков окончательного расчета надежности и определение гарантийного срока службы изделия.

Время на выполнение домашнего задания - 2 часа, общее время на выполнение работы, включая собеседование и отчет по работе - 4 часа.

2 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Для выполнения домашнего задания следует повторить материал соответствующих лекций, а также / 1, с. 16-37/. При повторении следует обратить внимание на терминологию и основные количественные показатели надежности, их физический смысл.

В зависимости от этапа проектирования изделий электронной техники различают прикидочный, ориентировочный и окончательный расчеты надежности.

Окончательный расчет надежности изделия проводится на этапе технического проектирования, когда известны условия эксплуатации устройства, окончательный вариант принципиальной электрической схемы, используемые в ней типы элементов, реальные электрические и тепловые режимы работы элементов.

Окончательный расчет позволяет определить количественные характеристики надежности изделия с учетом всех воздействующих факторов.

Для упрощения расчета принимаются два допущения:

- в схеме используется основное соединение элементов, т. е. oтказ изделия наступает тогда, когда откажет хотя бы один элемент;

- отказы носят случайный и независимый характер.

В этом случае интенсивность отказов может быть определена по формуле:

_n

_у = k_  a_i _{o i}n_i ,

^{i = 1}

где k_ - поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации,

a_i- поправочный коэффициент, учитывающий режим работы элемента и температуру внутри блока,

_{o i}- интенсивность отказа элемента, работающего в номинальном режиме при нормальных условиях эксплуатации, приводится в соответствующих справочниках, /можно воспользоваться приложением А/,

n_i - количество однотипных элементов, работающих в одинаковых режимах при одинаковых температурах.

Значения поправочного коэффициента, учитывающего условия эксплуатации можно ориентировочно взять из таблицы 1.

Таблица 1

Условия эксплуатации аппаратуры	Поправочный коэффициент k_
Лабораторные Стационарные (полевые) Корабельные Автофургонные Железнодорожные Самолетные	1,0 2,7 3,4 3,7 3,9 6,0

Исходные данные для расчета интенсивности отказов всего устройства сводятся в таблицу 2.

Таблица 2

Наименование	Коли-чество	Интенсив-ность отка зов номин.	Режим работы		Попра- вочны коэфф.	Интенсивность отказов действительная
и тип элемента	элемен	_{o i}10⁶ 1/ч	K _н	темп, ^оС	a _i	a_i_{o i} 10⁶ 1/ч	a_i _oin_i10⁶ 1/ч
1	2	3	4	5	6	7	8

Следует не забывать вносить в таблицу пайку элементов.

После определения интенсивности отказов всего устройства следует определить среднюю наработку до первого отказа по формуле:

1

Т_{с р}= 

_у

Теперь можно определить вероятность безотказной работы в любой момент времени и построить график зависимости P(t). Эта зависимость рассчитывается по формуле:

P(t) = e^-^^у^t ,

причем, если _у t < 0,1 , то с достаточной степенью точности можно считать P(t) = 1 - _уt, если _уt > 0,1, то можно использовать приложение В.

Результаты расчетов следует свести в таблицу 3.

По результатам расчета строится график P(t), причем, вероятность безотказной работы откладывается в линейном масштабе, а время - в логарифмическом.

Таблица 3.

t, час	10	100	...	T_ср
 t			...
P(t)			...

График зависимости P(t) может служить и для определения гарантийного срока службы изделия. Для этого определяется время, при котором P(t) = 0,7.

P(t)

t, час

Т_гар

Исходя из длительности работы изделия в день и количества рабочих дней в году, можно определить гарантийный срок службы изделия в годах.

3 ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕГО ВЫПОЛНЕНИЮ.

1 Получить у преподавателя задание на условия эксплуатации изделия, схема которого выполнялась на предыдущей работе.

2 Произвести все необходимые расчеты показателей надежности .

3 Построить график зависимости P(t) и определить гарантийный срок службы изделия.

4 Оформить отчет по выполненной работе.

4 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать все необходимые обоснования и пояснения к расчетам, необходимые таблицы и график зависимости P(t), по этому графику определить гарантийный срок службы.

Отчет оформляется по правилам оформления пояснительных записок текстовой конструкторской документации в соответствии с внутривузовским стандартом на оформление курсовых и дипломных проектов.

График P(t) вычерчивается карандашом или черными чернилами непосредственно по тексту.

5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Дайте определение надежности, отказа, сбоя.

2 Основные показатели надежности для невосстанавливаемых и восстанавливаемых систем, их физический смысл.

3 Методы расчета надежности. Когда и какой метод используется?

4 Особенности окончательного расчета надежности.

5 Поправочные коэффициенты, используемые в окончательном расчете надежности.

6 Определение гарантийного срока службы изделия.

7 Общие методы повышения надежности на этапе проектирования.

8 Общие методы повышения надежности на этапе производства.

9 Специальные методы повышения надежности.

10 Виды резервирования.

ЛИТЕРАТУРА

Г. Д. Фрумкин. Расчет и конструирование РЭА. - М.: Высшая школа, 1989, 328 с.

Е. П. Угрюмов. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. - М.: Высшая школа, 1987, 318 с.

Л. Н. Преснухин, В. А. Шахнов. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. - М.: Высшая школа, 1986, с. 512.

В. А. Мордвинов и др. Расчет и прогнозирование надежности РЭА на стадии проектирования с использованием ПЭВМ IBM PC. М.: МИРЭА, 1995, 78 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Интенсивность отказов некоторых электрорадиоэлементов

Наименование элемента	_oi·10⁶, 1/ч		Наименование элемента	_oi·10⁶, 1/ч
1	2		1	2
Полупроводниковые приборы	Ge	Si
Диоды Выпрямительные точечные « микроплоскостные « плоскостные « повышенной мощности « « надежности Импульсные точечные « плоскостные мезадиоды Импульсные сплавные Управляемые Стабилитроны Варикапы Диодные сборки Транзисторы Маломощные низкочастот. Мощные низкочастотные Маломощные высокочаст. Мощные высокочастотные Транзисторные сборки Непроволочные резисторы С2-23 0,125 Вт « 0,25 « « 0,5 « « 1,0 « « 2,0 « С2- 33 0,125 « « 0,25 « « 0,5 « « 1,0 « « 2,0 « СП3-38 СП3-4 СП4-3 Проволочные резисторы С5-5 С5-25 СП5-16 РП-2	0,07 - - - - 0,3 0,2 - - - - - 0,3 0,46 0,26 0,5 -	0,2 0,07 0,5 0,5 0,25 - 0,25 0,06 0,5 0,5 0,5 0,1 0,4 0,26 0,13 0,17 0,1	Конденсаторы Керамические Стеклянные Слюдяные Бумажные Металлобумажные Пленочные Электролитические Al Электролитические Та Моточные изделия Автотрансформаторы Трансформаторы силовые « импульсные « высоковольтные Дроссели Катушки индуктивности Линии задержки Микросхемы Полупроводниковые: -малой интеграции -большой интеграции -процессоры Гибридные Микросборки Переключатели и другие элементы Кнопочные Галетные Тумблеры Предохранители Кварцы Пьезоэлементы Разъемы высокочастотные « низкочастотные Гнезда контактные Лампы сигнальные Светодиоды Реле электромеханические Реле малогабаритные Пайка	0,14 0,16 0,12 0,18 0,2 0,2 0,24 0,22 0,5 0,3 0,1 0,4 0,1 0,05 0,5 0,1 0,15 0,2 0,8 1,0 1,2 1,3 2,5 0,8 2,7 1,8 0,2 0,3 0,1 0,8 1,8 1,4 0,6 0,004
	0,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,03 0,04 0,05 0,07 0,09 0,07 0,09 0,1 0,1 0,2 0,4 0,3

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица значений функции

	x
x	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9	0,9018 0,8187 0,7408 0,6703 0,6065 0,5488 0,4966 0,4493 0,4066 0,3679 0,3329 0,3012 0,2725 0,2466 0,2231 0,2019 0,1827 0,1653 0,1496 0,1353 0,1225 0,1108 0,1003 0,0907 0,0821 0,0743 0,0672 0,0608 0,0550	0,8958 0,8106 0,7334 0,6637 0,6035 0,5434 0,4916 0,4449 0,4025 0,3642 0,3296 0,2982 0,2698 0,2441 0,2209 0,1999 0,1809 0,1637 0,1481 0,1340 0,1212 0,1097 0,0993 0,0898 0,0813 0,0735 0,0665 0,0602 0,0545	0,8869 0,8025 0,7261 0,6570 0,5945 0,5379 0,4869 0,4404 0,3985 0,3606 0,3263 0,2952 0,2671 0,2417 0,2187 0,1979 0,1791 0,1620 0,1466 0,1327 0,1200 0,1086 0,0983 0,0889 0,0805 0,0728 0,0659 0,0596 0,0539	0,8781 0,7945 0,7189 0,6505 0,5886 0,5326 0,4819 0,4360 0,3946 0,3570 0,3230 0,2923 0,2645 0,2393 0,2165 0,1959 0,1773 0,1604 0,1451 0,1313 0,1188 0,1075 0,0973 0,0880 0,0797 0,0724 0,0652 0,0590 0,0534	0,8694 0,7866 0,7118 0,6440 0,5825 0,5273 0,4771 0,4317 0,3906 0,3535 0,3198 0,2894 0,2618 0,2369 0,2144 0,1940 0,1755 0,1588 0,1437 0,1300 0,1177 0,1065 0,0963 0,0872 0,0789 0,0714 0,0646 0,0584 0,0529	0,8607 0,7788 0,7047 0,6376 0,5769 0,5220 0,4724 0,4274 0,3867 0,3499 0,3166 0,2865 0,2592 0,2346 0,2122 0,1920 0,1738 0,1572 0,1423 0,1287 0,1165 0,1054 0,0954 0,0863 0,0781 0,0707 0,0639 0,0578 0,0523	0,8521 0,7711 0,6977 0,6313 0,5712 0,5169 0,4677 0,4232 0,3829 0,3465 0,3135 0,2837 0,2567 0,2822 0,2101 0,1901 0,1720 0,1557 0,1409 0,1275 0,1153 0,1044 0,0944 0,0854 0,0773 0,0699 0,0633 0,0573 0,0518	0,84370,7634 0,6907 0,6250 0,5655 0,5117 0,4630 0,4190 0,3791 0,3430 0,3104 0,2808 0,2541 0,2299 0,2080 0,1882 0,1703 0,1541 0,1395 0,1262 0,1142 0,1033 0,0935 0,0846 0,0765 0,0693 0,0627 0,0567 0,0513	0,8353 0,7558 0,6839 0,6188 0,5599 0,5066 0,4584 0,4148 0,3753 0,3396 0,3073 0,2780 0,2516 0,2276 0,2060 0,1864 0,1686 0,1526 0,1381 0,1249 0,1130 0,1023 0,0926 0,0837 0,0758 0,0686 0,0620 0,0561 0,0508	0,8270 0,7483 0,6771 0,6126 0,5543 0,5016 0,4538 0,4107 0,3716 0,3362 0,3042 0,2753 0,2491 0,2254 0,2039 0,1845 0,1670 0,1511 0,1367 0,1237 0,1119 0,1013 0,0916 0,0829 0,0750 0,0679 0,0614 0,0556 0,0503

Blog

Содержание

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ

1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

2 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

4 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Интенсивность отказов некоторых электрорадиоэлементов

Диоды

Транзисторы

Маломощные низкочастот.

Транзисторные сборки

С2-23 0,125 Вт

Проволочные резисторы

С5-5

С5-25

Керамические

Моточные изделия

Автотрансформаторы

Микросхемы

Кнопочные

ПРИЛОЖЕНИЕ Б